1、 第一章 電力系統概論1.1電力系統和供配電系統概述電力系統和供配電系統概述1.2電力系統的額定電壓電力系統的額定電壓1.3 電力系統的運行狀態和中性點運行方式電力系統的運行狀態和中性點運行方式1.4電能質量指標電能質量指標1.5電力負荷電力負荷小結小結思考題和習題思考題和習題1.1電力系統和供配電系統概述電力系統和供配電系統概述 電能是一種清潔的二次能源。電能不僅便于輸送和分配，易于轉換電能是一種清潔的二次能源。電能不僅便于輸送和分配，易于轉換為其他的能源，而且便于控制、管理和調度為其他的能源，而且便于控制、管理和調度,易于實現自動化。因此，易于實現自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經濟、社

2、會生產和人民生活的各個方面，電能電能已廣泛應用于國民經濟、社會生產和人民生活的各個方面，電能已成為現代社會的主要能源已成為現代社會的主要能源 。絕大多數電能都由電力系統中發電廠提。絕大多數電能都由電力系統中發電廠提供，我國電力工業得到迅猛發展，為實現現代化打下堅實基礎。我國供，我國電力工業得到迅猛發展，為實現現代化打下堅實基礎。我國已建成并投入運行交流已建成并投入運行交流1000kV特高壓輸電線路、直流特高壓輸電線路、直流800kV特特高壓輸電線路，達到世界領先水平。到高壓輸電線路，達到世界領先水平。到2011年年底，我國發電機裝年年底，我國發電機裝機容量達機容量達105577萬千瓦（萬千瓦（

3、kW），居世界第），居世界第2位，發電量達位，發電量達46037億度（億度（kWh），居世界第），居世界第1位。工業用電量已占全部用電量的位。工業用電量已占全部用電量的7080%，是電力系統的最大電能用戶，供配電系統的任務就是向用戶，是電力系統的最大電能用戶，供配電系統的任務就是向用戶和用電設備供應和分配電能，供配電系統是電力系統的重要組成部分。和用電設備供應和分配電能，供配電系統是電力系統的重要組成部分。用戶所需的電能，絕大多數是由公共電力系統供給的，故在介紹供配用戶所需的電能，絕大多數是由公共電力系統供給的，故在介紹供配電系統之前，先介紹電力系統的知識。電系統之前，先介紹電力系統的知識。1

4、.1.1電力系統電力系統 電力系統是由發電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個整體。電力系統是由發電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個整體。 1.1.發電廠發電廠 發電廠將一次能源轉換成電能。發電廠將一次能源轉換成電能。 根據一次能源的不同，有火力發電廠、水力發電廠和核能發電廠，此外，還有風力、太陽能、地熱和海洋發電廠等。 2.2.變電所變電所 變電所的功能是接收電能、變換電壓和分配電能。變電所的功能是接收電能、變換電壓和分配電能。 按變電所的性質和任務不同，可分為升壓變電所和降壓變電所，除與發電機相連的變電所為升壓變電所外，其余均為降壓變電所。按變電所的地位和作用不同，又分為樞紐變

5、電所、地區變電所和用戶變電所。 3.3.電力線路電力線路 將發電廠、變電所和電能用戶連接起來，完成輸送電能和將發電廠、變電所和電能用戶連接起來，完成輸送電能和分配電能的任務。分配電能的任務。 4.4.電能用戶電能用戶 電能用戶又稱電力負荷，所有消耗電能的用電設備或用電電能用戶又稱電力負荷，所有消耗電能的用電設備或用電單位。單位。 發電發電返回返回返回 供配電系統是電力系統的電能用戶，也是電力系統的重要組成部分。它由總降壓變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所或建筑物變電所和用電設備組成。 總降變電所是用戶電能供應的樞紐。它將35kV220kV的外部供電電源電壓降為610kV高壓配電電壓，供給

6、高壓配電所、車間變電所或建筑物變電所和高壓用電設備。 高壓配電所集中接受610kV電壓，再分配到附近各車間變電所或建筑物變電所和高壓用電設備。一般負荷分散、廠區大的大型企業設置高壓配電所。 配電線路分為610kV高壓配電線路和220/380V低壓配電線路。高壓配電線路將總降變電所與高壓配電所、車間變電所或建筑物變電所和高壓用電設備連接起來。低壓配電線路將車間變電所的220/380V電壓送各低壓用電設備。 車間變電所或建筑物變電所將610kV電壓降為220/380V電壓，供低壓用電設備用。 用電設備按用途可分為動力用電設備、工藝用電設備、電熱用電設備、試驗用電設備和照明用電設備等。1.1.2供配

7、電系統供配電系統返回1.1.3供配電的要求和課程任務供配電的要求和課程任務 做好供配電工作，對于促進工業生產，降低產品成本，實現生產自動化和工業現做好供配電工作，對于促進工業生產，降低產品成本，實現生產自動化和工業現代化有著十分重要的意義。代化有著十分重要的意義。對供配電的基本要求是：對供配電的基本要求是：1安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。2可靠 應滿足用電設備對供電可靠性的要求。應滿足用電設備對供電可靠性的要求。3優質 應滿足用電設備對電壓和頻率等供電質量的要求。應滿足用電設備對電壓和頻率等供電質量的要求。

8、4經濟 供配電應盡量做到投資少，年運行費低，盡可能減少有色金屬消耗量和電供配電應盡量做到投資少，年運行費低，盡可能減少有色金屬消耗量和電 能損耗，提高電能利用率。能損耗，提高電能利用率。本課程的任務主要講述本課程的任務主要講述35kV及以下供配電系統電能供應和分配的基本知識和理及以下供配電系統電能供應和分配的基本知識和理論，使學生掌握供配電系統的設計和計算方法，管理和運行技能，為學生今后從事供論，使學生掌握供配電系統的設計和計算方法，管理和運行技能，為學生今后從事供配電技術工作奠定基礎。配電技術工作奠定基礎。110220 kV供配電系統的理論、設計和計算方法，參見供配電系統的理論、設計和計算方

9、法，參見相關電力工程書籍。相關電力工程書籍。 1.2電力系統的額定電壓電力系統的額定電壓電力系統的電壓是有等級的，電力系統的額定電壓包括電力系統中各種發電力系統的電壓是有等級的，電力系統的額定電壓包括電力系統中各種發電、供電、用電設備的額定電壓。額定電壓是能使電氣設備長期運行在經濟效電、供電、用電設備的額定電壓。額定電壓是能使電氣設備長期運行在經濟效果最好的電壓，它是國家根據國民經濟發展的需要，電力工業的水平和發展趨果最好的電壓，它是國家根據國民經濟發展的需要，電力工業的水平和發展趨勢，經全面技術經濟分析后確定的。勢，經全面技術經濟分析后確定的。GB/T156-2007標準電壓規定了我標準電壓

10、規定了我國三相交流系統的標稱電壓和高于國三相交流系統的標稱電壓和高于1000V三相交流系統的最高電壓。標稱電壓三相交流系統的最高電壓。標稱電壓是系統被指定的電壓，又稱額定電壓；系統最高電壓是指在正常運行條件下是系統被指定的電壓，又稱額定電壓；系統最高電壓是指在正常運行條件下,在在系統的任何時間和任何點上出現的電壓的最高值，它不包括電壓瞬變，比如，系統的任何時間和任何點上出現的電壓的最高值，它不包括電壓瞬變，比如，由于系統的開關操作及暫態的電壓波動所出現的電壓值。我國三相交流系統的由于系統的開關操作及暫態的電壓波動所出現的電壓值。我國三相交流系統的標稱電壓、最高電壓和發電機、變壓器的額定電壓如表

11、標稱電壓、最高電壓和發電機、變壓器的額定電壓如表1-1所示。所示。表表1-1 我國三相交流系統的標稱電壓、最高電壓和電力設備的額定電壓我國三相交流系統的標稱電壓、最高電壓和電力設備的額定電壓(kV)分類分類 系統標稱電壓系統標稱電壓(額定電壓額定電壓) 系統最高電壓系統最高電壓 發電機額定電壓發電機額定電壓 電力變壓器額定電壓電力變壓器額定電壓 一次繞組一次繞組 二次繞組二次繞組 低低壓壓 0.380.660.40.69 0.22/0.380.38/0.66 0.23/0.40.4/0.69 高高壓壓 3610203566110220330500 75010003.67.2122440.572

12、.5126(123)252(245)36355080011003.156.310.513.8，15.75 ， 1820，22 ，24，26 3，3.156，6.310，10.513.8，15.75 ， 1820，22 ，24，26203566110220330500 75010003.15，3.36.3，6.610.5，1121，2238.572.6121242363550 8201100返回1.2.1電網（線路）的額定電壓電網（線路）的額定電壓 電網（線路）的額定電壓只能選用國家規定的系統標稱電電網（線路）的額定電壓只能選用國家規定的系統標稱電壓。它是確定各類電氣設備額定電壓的基本依據。壓。

13、它是確定各類電氣設備額定電壓的基本依據。1.2.2用電設備的額定電壓用電設備的額定電壓 用電設備的額定電壓與同級電用電設備的額定電壓與同級電網的額定電壓相同。網的額定電壓相同。 1.2.3 發電機的額定電壓發電機的額定電壓 發電機的額定電壓為線路額定電壓的發電機的額定電壓為線路額定電壓的105%，即，即 UN.G=1.05UN 1.2.4變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓1.變壓器一次繞組的額定電壓變壓器一次繞組的額定電壓 與發電機直接相連的升壓變壓器的一次繞組的額定電壓應與發電機額定電壓相同。與發電機直接相連的升壓變壓器的一次繞組的額定電壓應與發電機額定電壓相同。 連接線路上的降壓變壓器的一次

14、繞組的額定電壓應與線路的額定電壓相同。連接線路上的降壓變壓器的一次繞組的額定電壓應與線路的額定電壓相同。2.變壓器二次繞組的額定電壓變壓器二次繞組的額定電壓 變壓器的二次繞組向負荷供電，相當于發電機。二次繞組電壓應比線路的額定電壓高變壓器的二次繞組向負荷供電，相當于發電機。二次繞組電壓應比線路的額定電壓高 5%， 而變壓器二次繞組額定電壓是指空載時電壓。但在額定負荷下，變壓器的電壓而變壓器二次繞組額定電壓是指空載時電壓。但在額定負荷下，變壓器的電壓降為降為5%。因此，為使正常運行時變壓器二次繞組電壓較線路的額定電壓高。因此，為使正常運行時變壓器二次繞組電壓較線路的額定電壓高5%， 當線路較長（

15、如當線路較長（如35kV及以上高壓線路），變壓器二次繞組的額定電壓應比相聯線路的及以上高壓線路），變壓器二次繞組的額定電壓應比相聯線路的額定電壓高額定電壓高10%； 當線路較短（直接向高低壓用電設備供電，如當線路較短（直接向高低壓用電設備供電，如10kV及以下線路），二次繞組的額定電及以下線路），二次繞組的額定電壓應比相聯線路的額定電壓高壓應比相聯線路的額定電壓高5%。如下圖所示：。如下圖所示： 例例1-1 已知圖已知圖1-5所示系統中線路的額定電壓，試求發電機和變壓器所示系統中線路的額定電壓，試求發電機和變壓器的額定電壓。的額定電壓。返回 解：發電機G的額定電壓 UN.G =1.05U N.

16、1WL=1.056=6.3kV 變壓器1T的額定電壓 UIN.IT=UN.G=6.3kV U2N.2T=1.1UN.2WL=1.1110=121kV 1T額定電壓為6.3/121kV 變壓器2T的額定電壓 UIN.IT = UN.2WL=110kV U2N.2T=1.05UN.3WL=1.0510=10.5kV 2T的額定電壓為110/10.5kV1.3 電力系統的運行狀態和中性點運行方式電力系統的運行狀態和中性點運行方式1.3.1 電力系統的運行狀態電力系統的運行狀態v電力系統的運行狀態由運行參數電壓、電流、功率和頻率等表征。電力系統的運行狀態由運行參數電壓、電流、功率和頻率等表征。v電力系

17、統的運行狀態有多種，也有不同的分類方法。電力系統的運行狀態有多種，也有不同的分類方法。v一種是將電力系統的運行狀態分為穩態和暫態。電力系統的穩態是指一種是將電力系統的運行狀態分為穩態和暫態。電力系統的穩態是指電力系統正常的、變化相對較慢較小的運行狀態；電力系統的暫態是指電力系統正常的、變化相對較慢較小的運行狀態；電力系統的暫態是指電力系統非正常的、變化較大的運行狀態，以至引起系統從一個穩定運電力系統非正常的、變化較大的運行狀態，以至引起系統從一個穩定運行狀態向另一個穩定運行狀態過渡的變化過程。穩態和暫態的本質區別行狀態向另一個穩定運行狀態過渡的變化過程。穩態和暫態的本質區別為：前者的運行參數與

18、時間無關，其特性可用代數方程來描述；后者的為：前者的運行參數與時間無關，其特性可用代數方程來描述；后者的運行參數與時間有關，其特性要用微分方程來描述。如本書講的負荷計運行參數與時間有關，其特性要用微分方程來描述。如本書講的負荷計算是供配電系統的穩態，短路計算是供配電系統的暫態。這種分類方法算是供配電系統的穩態，短路計算是供配電系統的暫態。這種分類方法常用在電力系統分析中，分別稱為電力系統穩態分析和電力系統暫態分常用在電力系統分析中，分別稱為電力系統穩態分析和電力系統暫態分析。析。 v另一種分類方法是將電力系統的運行狀態分為正常運行狀態、異常運另一種分類方法是將電力系統的運行狀態分為正常運行狀態

19、、異常運行狀態、故障狀態和待恢復狀態。這四種狀態之間的關系如圖行狀態、故障狀態和待恢復狀態。這四種狀態之間的關系如圖1-6所示。所示。電力系統在絕大部分時間里都處于正常運行狀態，系統安全。如系統運電力系統在絕大部分時間里都處于正常運行狀態，系統安全。如系統運行條件惡化，如過負荷、低電壓、單相接地等，系統便進入異常運行狀行條件惡化，如過負荷、低電壓、單相接地等，系統便進入異常運行狀態，亦稱報警狀態，系統不安全；系統處于異常運行狀態應采取有效措態，亦稱報警狀態，系統不安全；系統處于異常運行狀態應采取有效措施，恢復正常運行狀態，若措施不當或又發生故障，系統便進入故障狀施，恢復正常運行狀態，若措施不當

20、或又發生故障，系統便進入故障狀態。故障狀態又稱緊急狀態。系統處于故障狀態，保護裝置或自動裝置態。故障狀態又稱緊急狀態。系統處于故障狀態，保護裝置或自動裝置應快速動作，切除故障設備或線路，系統便進入待恢復狀態。采取措施應快速動作，切除故障設備或線路，系統便進入待恢復狀態。采取措施修復故障設備或線路后，系統又恢復正常運行狀態。電力系統從正常運修復故障設備或線路后，系統又恢復正常運行狀態。電力系統從正常運行狀態到故障狀態乃至待恢復狀態的過程非常短，通常只有幾秒到幾分行狀態到故障狀態乃至待恢復狀態的過程非常短，通常只有幾秒到幾分鐘，但系統從待恢復狀態回到正常運行狀態，則要經歷相當長的時鐘，但系統從待恢

21、復狀態回到正常運行狀態，則要經歷相當長的時間。這種分類方法常用于電力系統安全分析中。間。這種分類方法常用于電力系統安全分析中。 1.3.2 電力系統的中性點運行方式電力系統的中性點運行方式1.中性點不接地的電力系統中性點不接地的電力系統 線電壓對稱，各相對地電壓對稱，等于各相的相電壓，中性點對地電壓為零線電壓對稱，各相對地電壓對稱，等于各相的相電壓，中性點對地電壓為零各相對地電容電流也對稱，其電容電流的相量和為零。各相對地電容電流也對稱，其電容電流的相量和為零。 圖圖1-7 正常運行時的中性點不接地電力系統正常運行時的中性點不接地電力系統 A）電路圖）電路圖 b）相量圖）相量圖 系統發生單相接

22、地時系統發生單相接地時 接地相（接地相（C相）對地電壓為零，非接地相對地電壓升高為線電壓，即等于相）對地電壓為零，非接地相對地電壓升高為線電壓，即等于相電壓的相電壓的 倍倍 。從而，接地相電容電流為零，非接地相對地電容電流。從而，接地相電容電流為零，非接地相對地電容電流也增大也增大 倍。倍。因此，因此，要求電氣設備的絕緣水平也提高，在高電壓系統中，要求電氣設備的絕緣水平也提高，在高電壓系統中，絕緣水平的提高將使設備費用大為增加絕緣水平的提高將使設備費用大為增加 。 C相接地時，系統的接地電流，（流過接地點的電容電流）應為相接地時，系統的接地電流，（流過接地點的電容電流）應為A、B兩兩相對地電容

23、電流之和。取接地電流的正方向從相線到大地，如圖相對地電容電流之和。取接地電流的正方向從相線到大地，如圖1-8b所所示，因此，示，因此， 在數值上，由于在數值上，由于IE= IC.A ，而，而IC.A=UAXC= UAXC = I CO ，因此因此 IE=3 I CO 即單相接地的接地電流為正常運行時每相對地電容電流的即單相接地的接地電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍。倍。當每相對地電容不能確切知道時，接地電容可用下式近似計算：當每相對地電容不能確切知道時，接地電容可用下式近似計算： （A） 式中，式中，U N為系統的額定電壓（為系統的額定電壓（kV）；）；loh為有電的聯系的架空線路總長度

24、（為有電的聯系的架空線路總長度（km）；）；L Cab為有電的聯系的電纜線路總長度（為有電的聯系的電纜線路總長度（km）。）。 B.CA.CEIII3335035CabohNELLUI 333 從圖可見，中性點不接地電力系統發生單相接時，雖各相對地壓發生變從圖可見，中性點不接地電力系統發生單相接時，雖各相對地壓發生變化，但各相間電壓（線電壓）仍然對稱平衡，因此，三相用電設備仍可繼化，但各相間電壓（線電壓）仍然對稱平衡，因此，三相用電設備仍可繼續運行。但為了防止非接地相再有一相發生接地，造成兩相短路，所以規續運行。但為了防止非接地相再有一相發生接地，造成兩相短路，所以規程規定單相接地繼續運行時間

25、不得超過程規定單相接地繼續運行時間不得超過2小時。小時。返回 2.中性點經消弧線圈接地電力系統中性點經消弧線圈接地電力系統當中性點不接地系統的單相接地電流超過規定值時，為了避免產生斷當中性點不接地系統的單相接地電流超過規定值時，為了避免產生斷續電弧，引起過電壓和造成短路，減小接地電弧電流使電弧容易熄滅，續電弧，引起過電壓和造成短路，減小接地電弧電流使電弧容易熄滅，中性點應經消弧線圈接地。消弧線圈實際上就是電抗線圈。中性點應經消弧線圈接地。消弧線圈實際上就是電抗線圈。 當中性點經消弧線圈接地系統發生單相接地時，流過接地點的電流是當中性點經消弧線圈接地系統發生單相接地時，流過接地點的電流是接地電容

26、電流和流過消弧線圈的電感電流之相量和。兩電流相抵后使流接地電容電流和流過消弧線圈的電感電流之相量和。兩電流相抵后使流過接地點的電流減小。過接地點的電流減小。 消弧線圈對電容電流的補償有三種方式消弧線圈對電容電流的補償有三種方式 ： （1）全補償）全補償IL=IC ； （2）欠補償）欠補償ILIC ； （3）過補償）過補償ILIC。 實際上都采用過補償，以防止由全補償引起的電流諧振，損壞設備或實際上都采用過補償，以防止由全補償引起的電流諧振，損壞設備或欠補償由于部分線路斷開造成全補償。欠補償由于部分線路斷開造成全補償。返回3.中性點直接接地的電力系統中性點直接接地的電力系統中性點直接接地系統發生

27、單相接地時，通過接地中性點形成單相短路，產生中性點直接接地系統發生單相接地時，通過接地中性點形成單相短路，產生很大的短路電流，繼電保護動作切除故障線路，使系統的其它部分恢復正常運很大的短路電流，繼電保護動作切除故障線路，使系統的其它部分恢復正常運行。因此，直接接地系統供電安全性較差。行。因此，直接接地系統供電安全性較差。 由于中性點直接接地，發生單相接地時，中性點對地電壓仍為零，非接地由于中性點直接接地，發生單相接地時，中性點對地電壓仍為零，非接地相對地電壓也不發生變化。相對地電壓也不發生變化。4.中性點經電阻接地的電力系統中性點經電阻接地的電力系統中性點經電阻接地，按接地電流大小又分為經高電

28、阻接地和經低電阻接地。（1） 中性點經高電阻接地高電阻接地方式以限制單相接地電流為目的，電阻值一般為數百至數千歐姆。中性點經高電阻接地系統可以消除大部分諧振過電壓，對單相間隙弧光接地過電壓有一定的限制作用。但對系統絕緣水平要求較高。主要用于發電機回路，有些大型發電機的中性點采用經高電阻接地方式，以提高運行的穩定性 。（2） 中性點經低電阻接地城市635kV配電網絡主要由電纜線路構成，其單相接地故障電流較大，可達1001000A，若采用中性點經消弧線圈接地方式無法完全消除接地故障點的電弧和抑制諧振過電壓，可采用中性點經低電阻接地方式。該方式具有切除單相接地故障快，過電壓水平低的優點。中性點經低電

29、阻接地方式適用于以電纜線路為主，不容易發生瞬時性單相接地故障且系統電容電流比較大的城市電網，發電廠廠用電系統及企業配電系統。 1.4電能的質量指標電能的質量指標 電力系統的電能質量是指電壓、頻率和波形的質量。電能質量指標電力系統的電能質量是指電壓、頻率和波形的質量。電能質量指標主要包括電壓偏差、電壓波動、閃變及三相電壓不平衡、頻率偏差和諧主要包括電壓偏差、電壓波動、閃變及三相電壓不平衡、頻率偏差和諧波等。波等。1.4.1電壓電壓電壓質量是以電壓質量是以電壓偏差電壓偏差、電壓波動與閃變電壓波動與閃變和和三相電壓不平衡三相電壓不平衡等指標來衡量。等指標來衡量。1.4.2頻率頻率頻率的質量是以頻率的

30、質量是以頻率偏差頻率偏差來衡量來衡量 1.4.3 波形質量指標波形質量指標波形的質量指標是以波形的質量指標是以諧波電壓含有率諧波電壓含有率、間諧波電壓含有率間諧波電壓含有率和和電壓波形畸變電壓波形畸變率率來衡量。來衡量。 1.電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是實際運行電壓對系統標稱電壓的偏差相對值，一般以百分數表示，即電壓偏差是實際運行電壓對系統標稱電壓的偏差相對值，一般以百分數表示，即式中，式中，U%為電壓偏差百分數；為電壓偏差百分數；U為實際電壓；為實際電壓；UN為系統標稱電壓（額定電壓）。為系統標稱電壓（額定電壓）。 GB/T12325-2008電能質量電能質量 供電電壓偏差供電電壓偏差規定了

31、我國供電電壓偏差的限規定了我國供電電壓偏差的限值，見表值，見表1-2。供電電壓是指供電點處的線電壓或相電壓。供電電壓是指供電點處的線電壓或相電壓。 表表1-2 供電電壓偏差的限值（供電電壓偏差的限值（GB/T12325-2008）100%NNUUUU系統標稱電壓系統標稱電壓 (kV)供電電壓偏差的限值（供電電壓偏差的限值（%）35三相（線電壓）三相（線電壓）20三相（線電壓）三相（線電壓）0.220單相（相電壓）單相（相電壓）正負偏差絕對值之和正負偏差絕對值之和1077、10用電設備端子電壓實際值偏離額定值時，其性能將直接受到影響，影響的程度視電用電設備端子電壓實際值偏離額定值時，其性能將直接

32、受到影響，影響的程度視電壓偏差的大小而定。在正常運行情況下，用電設備端子電壓偏差限值宜符合表壓偏差的大小而定。在正常運行情況下，用電設備端子電壓偏差限值宜符合表1-3要要求。求。表表1-3 用電設備端子電壓偏差的限值（用電設備端子電壓偏差的限值（GB50052-2009）名名 稱稱 電壓偏差的限值（電壓偏差的限值（%） 電動機電動機 5 照明：照明： 一般工作場所一般工作場所 5 遠離變電所的小面積一般工作場所遠離變電所的小面積一般工作場所 5 、 10 應急照明、道路照明和警衛照明應急照明、道路照明和警衛照明 5 、 10 2.電壓波動和閃變電壓波動和閃變 （1）電壓波動）電壓波動電壓波動是

33、指電壓方均根值（有效值）一系列的變動或連續的變化。電壓波動是指電壓方均根值（有效值）一系列的變動或連續的變化。它是波動負荷（生產或運行過程中從電網中取用快速變動功率的負荷，它是波動負荷（生產或運行過程中從電網中取用快速變動功率的負荷，如煉鋼電弧爐、軋機、電弧焊機等）引起的電壓的快速變動。電壓波動如煉鋼電弧爐、軋機、電弧焊機等）引起的電壓的快速變動。電壓波動程度用電壓變動和電壓變動頻度衡量，并規定了電壓波動的限值。電壓程度用電壓變動和電壓變動頻度衡量，并規定了電壓波動的限值。電壓變動變動d是以電壓方均根值變動的時間特性曲線上相鄰兩個極值電壓最大是以電壓方均根值變動的時間特性曲線上相鄰兩個極值電壓

34、最大值值Umax與電壓最小值與電壓最小值Umin之差，與系統標稱電壓之差，與系統標稱電壓UN比值的百分數比值的百分數表示，即表示，即電壓變動頻度電壓變動頻度r是指單位時間內電壓波動的次數（電壓由大到小或由是指單位時間內電壓波動的次數（電壓由大到小或由小到大各算一次變動），一般以次小到大各算一次變動），一般以次/h作為電壓變動頻度的單位。同一方作為電壓變動頻度的單位。同一方向的若干次變動，如間隔時間小于向的若干次變動，如間隔時間小于30ms，則算一次變動。，則算一次變動。%100minmaxNUUUd GB/T12326-2008電能質量電能質量 電壓波動和閃變對電壓變動限值電壓波動和閃變對電壓

35、變動限值作了規定，電力系統公共連接點處（電力系統中一個以上用戶的連接處）由作了規定，電力系統公共連接點處（電力系統中一個以上用戶的連接處）由波動負荷產生的電壓變動限值與電壓變動頻度和電壓等級有關，詳見表波動負荷產生的電壓變動限值與電壓變動頻度和電壓等級有關，詳見表1-4。 表表1-4 電壓變動限值（電壓變動限值（GB/T12326-2008）返回電壓變動頻度電壓變動頻度r（次（次/h） 電壓變動限值電壓變動限值d（%） LV(UN1kV)、MV (1kVUN35kV) HV (35kVUN220kV) r1 431 1r1010 32.510r100 21.5100r1000 1.251 （2

36、）電壓閃變）電壓閃變電壓閃變是電壓波動在一段時間內的累計效果，它通過燈光照度不穩定造成電壓閃變是電壓波動在一段時間內的累計效果，它通過燈光照度不穩定造成的視覺感受來反映。電壓閃變程度主要用短時間閃變值和長時間閃變值來衡的視覺感受來反映。電壓閃變程度主要用短時間閃變值和長時間閃變值來衡量，并規定了閃變的限值。量，并規定了閃變的限值。短時間閃變值短時間閃變值Pst是衡量短時間（若干分鐘）內閃變強弱的一個統計值，短是衡量短時間（若干分鐘）內閃變強弱的一個統計值，短時間閃變值的基本記錄周期為時間閃變值的基本記錄周期為10min。長時間閃變值長時間閃變值Plt是由短時間閃變值是由短時間閃變值Pst推算出

37、，反映長時間（若干小時）閃推算出，反映長時間（若干小時）閃變強弱的量值，長時間閃變值的基本記錄周期為變強弱的量值，長時間閃變值的基本記錄周期為2h。GB/T12326-2008電能質量電能質量 電壓波動和閃變對電壓閃變限值作了電壓波動和閃變對電壓閃變限值作了規定：規定： 電力系統公共連接點處，在系統正常運行的較小方式下，以一周（電力系統公共連接點處，在系統正常運行的較小方式下，以一周（168h）為周期，所有的長時間閃變值為周期，所有的長時間閃變值Plt都應滿足表都應滿足表1-5閃變限值的要求。閃變限值的要求。 任何一個波動負荷用戶在電力系統公共連接點單獨引起的閃變，一般應滿足任何一個波動負荷用

38、戶在電力系統公共連接點單獨引起的閃變，一般應滿足下列要求。下列要求。LV和和MV用戶的閃變限值見表用戶的閃變限值見表1-6；對于；對于HV用戶，滿足用戶，滿足 （S/SS/SPCPC）max0.1%；單個波動負荷用戶，滿足；單個波動負荷用戶，滿足Plt0.25。返回r（次（次/min） K= （S/SPCS/SPC）max （%） r10 0.410r200 0.2200r 0.1表表1-5 閃變限值（閃變限值（GB/T12326-2008）Plt110 kV 110 kV 10.8表表1-6 LV和和MV用戶的閃變限值（用戶的閃變限值（GB/T12326-2008）3.三相電壓不平衡三相電壓

39、不平衡在三相交流系統中，如果三相電壓在幅值不等或相位差不為在三相交流系統中，如果三相電壓在幅值不等或相位差不為120 ，或兼而有之時，稱為，或兼而有之時，稱為三相電三相電壓不平衡。不平衡的三相電壓，用對稱分量法可分解為正序分量、負序分量和零序分量。三相壓不平衡。不平衡的三相電壓，用對稱分量法可分解為正序分量、負序分量和零序分量。三相電壓不平衡，會引起旋轉電機的附加發熱和振動，使變壓器容量得不到充分利用，對通信系統電壓不平衡，會引起旋轉電機的附加發熱和振動，使變壓器容量得不到充分利用，對通信系統產生干擾。產生干擾。三相電壓不平衡度，用電壓負序基波分量三相電壓不平衡度，用電壓負序基波分量 或零序基

40、波分量或零序基波分量 與正序基波分量與正序基波分量 的方均根值的的方均根值的百分比表示，即百分比表示，即 負序電壓不平衡度負序電壓不平衡度 為為 零序電壓不平衡度零序電壓不平衡度 為為GB/T15543-2008電能質量電能質量 三相電壓不平衡三相電壓不平衡規定：規定： （1）電力系統的公共連接點電壓不平衡度限值為：電網正常運行時，負序電壓不平衡度不超）電力系統的公共連接點電壓不平衡度限值為：電網正常運行時，負序電壓不平衡度不超過過2%，短時不得超過，短時不得超過4%。低壓系統零序電壓不平衡度限值暫不作規定，但各相電壓必。低壓系統零序電壓不平衡度限值暫不作規定，但各相電壓必須滿足須滿足GB/T

41、12325的要求。的要求。（2）接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為）接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不得，短時不得超過超過2.6%。2U10000122UUU0U10000100UUU 目前，世界上的電網的額定頻率有兩種：目前，世界上的電網的額定頻率有兩種：50Hz和和60Hz。歐洲、亞。歐洲、亞洲等大多數地區采用洲等大多數地區采用50Hz，北美采用，北美采用60Hz，我國采用的額定頻率也，我國采用的額定頻率也為為50HZ。GB/T15945電能質量電能質量 電力系統頻率偏差電力系統頻率偏差規定了我國電力系統頻率偏差的限值：規

42、定了我國電力系統頻率偏差的限值：（1）電力系統正常運行條件下頻率偏差限值為電力系統正常運行條件下頻率偏差限值為0.2HZ。當系統容。當系統容量較小時，偏差限值可以放寬到量較小時，偏差限值可以放寬到0.5HZ。（2）沖擊負荷引起的系統頻率變化為沖擊負荷引起的系統頻率變化為0.2HZ，根據沖擊負荷的性，根據沖擊負荷的性質和大小以及系統的條件也可適當變動，但應保證近區電力網、發電機質和大小以及系統的條件也可適當變動，但應保證近區電力網、發電機組和用戶的安全、穩定運行以及正常供電。組和用戶的安全、穩定運行以及正常供電。返回1.4.2頻率質量指標頻率質量指標 供電電力系統中，由于有大量非線性負荷，其電壓

43、、電流波形不是供電電力系統中，由于有大量非線性負荷，其電壓、電流波形不是正弦波形，而是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波通常是周期性交正弦波形，而是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波通常是周期性交流量，含基波和各次諧波。對周期性交流量進行傅立葉級數分解，得流量，含基波和各次諧波。對周期性交流量進行傅立葉級數分解，得到頻率與工頻相同的分量稱為基波，得到頻率為基波頻率整數倍的分到頻率與工頻相同的分量稱為基波，得到頻率為基波頻率整數倍的分量稱為諧波，得到頻率為基波頻率非整數倍的分量稱為間諧波。量稱為諧波，得到頻率為基波頻率非整數倍的分量稱為間諧波。波形的質量指標是以諧波電壓含有率、間諧波電壓含有率和電壓

44、波波形的質量指標是以諧波電壓含有率、間諧波電壓含有率和電壓波形畸變率來衡量。形畸變率來衡量。GB/T14549-1993電能質量電能質量 公共電網諧波公共電網諧波規定了我國公用電網諧波電壓含有率應不大于表規定了我國公用電網諧波電壓含有率應不大于表1-7限值。限值。GB/T24337-2009電能質量電能質量 公共電網間諧波規定了我國公共電網間諧波規定了我國220 kV及以下電力系統公共連接點（及以下電力系統公共連接點（PCC）各次間諧波電壓含有率）各次間諧波電壓含有率應不大于表應不大于表1-8限值。限值。 返回1.4.3波形質量指標波形質量指標 表表1-8公用電網諧波電壓（相電壓）限值（公用電

45、網諧波電壓（相電壓）限值（GB/T14549-93）返回電壓等級電壓等級頻率（頻率（Hz）1001008001000V及以下及以下0.20.51000V以以上上0.160.4注注: 頻率頻率800Hz以上間諧波電壓限值還在研究中。以上間諧波電壓限值還在研究中。表表1-8間諧波電壓含有率限值（間諧波電壓含有率限值（%）（）（GB/T24337-2009）電網額定電壓（電網額定電壓（kV） 電壓總諧波畸變（電壓總諧波畸變（%） 各次諧波電壓含有率（各次諧波電壓含有率（%） 奇次奇次 偶次偶次 0.385.04.02.06、104.03.21.635、663.02.41.21102.01.60.8

46、1.5電力負荷電力負荷1.5.1按對供電可靠性要求的負荷分類按對供電可靠性要求的負荷分類1一級負荷 一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在經濟上造成重大損失的負荷一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在經濟上造成重大損失的負荷 ;中斷供電將影中斷供電將影響有重大政治、經濟影響的用電單位的正常工作的負荷。響有重大政治、經濟影響的用電單位的正常工作的負荷。 一級負荷應由兩個獨立電源供電。所謂獨立電源，就是當一個電源發生故障時，另一個電源應不致一級負荷應由兩個獨立電源供電。所謂獨立電源，就是當一個電源發生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。在一級負荷中的特別重要負荷，除上述二個獨立電源外，還必須增設應急電源。同時受到損壞。在一級負荷中的特別重要負荷，除上述二個獨立電源外，還必須增設應急電源。2二級負荷 二級負荷為中斷供電將在經濟上造成較大損